Az öregedés ellenszere? A HKDC1 kritikus szerepe a sejtek fiatalságának megőrzésében

Az Osaka Egyetem kutatói azonosították a HKDC1 nevű fehérjét, amely nélkülözhetetlen két sejtszerkezet, a mitokondriumok és a lizoszómák fenntartásához, így megakadályozva a sejtek öregedését.

Ahogyan az egészséges szervek nélkülözhetetlenek a jólétünkhöz, az egészséges organellumok nélkülözhetetlenek a sejt megfelelő működéséhez. Ezek a szubcelluláris struktúrák meghatározott funkciókat látnak el a sejten belül, például a mitokondriumok látják el energiával a sejtet, és a lizoszómák tartják rendben a sejtet.

Áttörés az organellumok karbantartásának megértésében

Bár e két organellum károsodását összefüggésbe hozták az öregedéssel, a sejtek öregedésével és számos betegséggel, ezeknek az organellumoknak a szabályozása és fenntartása továbbra is kevéssé ismert. Az Osaka Egyetem kutatói most egy fehérjét, a HKDC1-et azonosították, amely kulcsszerepet játszik e két organellum fenntartásában, és így megakadályozza a sejtek öregedését.

Bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy a TFEB nevű fehérje részt vesz mindkét organellum működésének fenntartásában, de ennek a fehérjének a célpontjait nem azonosították. Egy sejt összes génjének összehasonlításával, amelyek bizonyos körülmények között aktívak, és a kromatin immunprecipitációnak nevezett módszerrel, amely képes azonosítani DNS A fehérjékkel szemben a csapat elsőként mutatta ki, hogy a HKDC1-et kódoló gén a TFEB közvetlen célpontja, és hogy a HKDC1 mitokondriális vagy lizoszómális stressz körülményei között felszabályozódik.

Áttekintés: Mind a mitokondriális, mind a lizoszómális stressz indukálja a TFEB nukleáris transzlokációját, amit fokozott HKDC1 expresszió követ. A HKDC1 stabilizálja a PINK1-et a TOM70-nel való interakció révén, ezáltal elősegítve a PINK1/Parkin-függő mitofagiát. Ezenkívül a HKDC1 és VDAC fehérjék, amelyekkel kölcsönhatásba lépnek, fontosak a sérült lizoszómák helyreállításában, valamint a mitokondriumok és a lizoszóma közötti kommunikáció fenntartásában. A HKDC1 megakadályozza a DNS-károsodás által kiváltott sejtöregedést a mitokondriális és lizoszómális homeosztázis fenntartásával. A kép forrása: 2024 Cui et al., A HKDC1, a TFEB célpontja, nélkülözhetetlen a mitokondriális és lizoszómális homeosztázis fenntartásához, valamint a sejtek öregedésének megakadályozásához. Emberekkel

Mitokondriális védelmi mechanizmusok

A mitokondriumok károsodástól való védelmének egyik módja a mitofágia folyamata, amely a sérült mitokondriumok ellenőrzött eltávolítása. Számos mitofágia út létezik, amelyek közül a leginkább jellemzett a PINK1 és a Parkin nevű fehérjéktől függ.

„Megfigyeltük, hogy a HKDC1 együtt lokalizálódik a TOM20 nevű fehérjével, amely a külső mitokondriális membránban található” – magyarázza Mengying Cui vezető szerző -, és kísérleteink során azt találtuk, hogy a HKDC1, valamint a TOM20-zal való kölcsönhatása kritikus fontosságú a gyengíti a PINK1/Parkin-függő mitofagiát.”

A HKDC1 szerepe a lizoszóma helyreállításában

Tehát egyszerűen fogalmazva, a HKDC1-et a TFEB hozza be, hogy segítsen megszabadulni a mitokondriális hulladéktól. De mi a helyzet a lizoszómákkal? Nos, a TFEB és a KHDC1 itt is jelentős szereplők. Kimutatták, hogy a HKDC1 csökkentése a sejtben megzavarja a lizoszómális helyreállítást, ami arra utal, hogy a HKDC1 és a TFEB segít a lizoszómák felépülésében a károsodásból.

„A HKDC1 a mitokondriumokban lokalizálódik, igaz?” „Nos, úgy tűnik, ez is döntő jelentőségű a lizoszómális helyreállítási folyamatban” – magyarázza Shuhei Nakamura vezető kutató. „Látod, a lizoszómák és a mitokondriumok a VDAC-nak nevezett fehérjéken keresztül kommunikálnak egymással. Pontosabban, a HKDC1 felelős a VDAC-okkal való interakcióért; Ez a fehérje nélkülözhetetlen a mitokondriumok és a lizoszómák közötti kommunikációhoz, és így a lizoszómák helyreállításához.

Lehetséges terápiás hatások

A HKDC1 e két különböző funkciója, amelyek kulcsfontosságú szerepet töltenek be a lizoszómában és a mitokondriumban is, segít megelőzni a sejtek öregedését azáltal, hogy egyidejűleg fenntartja e két organellum stabilitását. Mivel ezeknek az organellumoknak a diszfunkciója az öregedéssel és az életkorral összefüggő betegségekkel jár, ez a felfedezés új távlatokat nyit e betegségek terápiás megközelítései előtt.

Hivatkozás: „A HKDC1, a TFEB célpontja, nélkülözhetetlen a mitokondriális és lizoszómális homeosztázis fenntartásához, valamint a sejtek öregedésének megelőzéséhez” Emberekkel.
doi: 10.1073/pnas.2306454120

Finanszírozás: Japán Tudományfejlesztési Társaság, Japán Tudományos és Technológiai Ügynökség, Oktatási, Kulturális, Sport-, Tudományos és Technológiai Minisztérium, Japán Orvosi Kutatási és Fejlesztési Ügynökség